Jätkusuutlik keemia ja tehnoloogia

"Projekti eesmärgiks on hästi koolitatud magistrid, kes vastavad biomajandussektori vajadustele ja kellel on võime välja töötada uuenduslikke ja jätkusuutlikke biopõhiseid tooteid ja bioprotsesse ning tagada nende lõimumine alternatiivsetesse väärtusahelatesse ja erinevatesse biomajanduse sektoritesse. Bioceb koosneb spetsiaalsest 2-aastasest (4 semestri) magistriõppe ühisprogrammist ja mille põhiosa on biotehnoloogiaalane süvakoolitus, mis hõlmab bioloogiliste ressursside mitmekesisust ja optimaalset kasutamist, bioprotsesse projekteerimist ja suurendamist ning biopõhiste toodete projekteerimist sihtturgude jaoks koos täiendava fookusega pehmete oskuste, sealhulgas projektijuhtimises. Säästvate ja ringleva biomajanduse süsteemide arengu soodustamiseks programm läheb biomassi töötlemise tehnilistest küsimustest kaugemale, pakkudes teadmisi rohelisest keemia põhimõtetest, sotsiaalmajandusliku ja keskkonnamõju hindamise vahenditest, reaalseid biomajanduse väljakutseid paindlike biorafineerimissüsteemide projektide teostamisel. Viis akadeemilist asutust teevad tihedat koostööd, et pakkuda ühisõppemooduleid nende olemasolevatelt akrediteeritud õppekavadelt. Lisaks on praktika ja magistritöö teostamiseks kaasatud strateegilised assotsieerunud partnerid (ELi ja EL-i välised ülikoolid, teadusasutused ja sotsiaal-majanduslikud organisatsioonid ja ettevõtlus partnerid, et anda oma panus õppekava väljundite saavutamisse.

Seoses COVID-19 pandeemia ning sellest tulenevate mõjudega ühiskonnale ja majandusele on märkimisväärselt suurenenud mure seoses võimalusega, et pahatahtlikud isikud võivad oma tulevastes plaanides naasta ohtlike ainete kasutamise juurde. Need mured on õigustatud Euroopas, kus CBRN Security Cycle mitmes aspektis on endiselt tehnoloogilisi lünki, eriti vähelenduvate keemiliste ründeainete (CWA-d) ja konkreetselt mittelenduvate bioloogiliste sõjaliste ainete (BWA-d) kiire avastamise, identifitseerimise ja seire seadmetes, peamiselt keerukates looduskeskkondades. Võrdlustehnoloogiad, sealhulgas IMS, GC-IMS ja Py-GC-IMS, suudavad võtta proovid ja identifitseerida kõige lenduvamad CWA-d sekunditega (IMS) või BWA-d mõne minutiga (Py-GC-IMS), isegi madalate ppbV kontsentratsioonide korral, kuid ei suuda tuvastada väga väikeseid doose vähelenduvaid toksilisi neljanda põlvkonna CWAsid (nt Novitšokid) ega eristada bioloogilisi fragmente kahjututest ainetest. Nende lünkade ületamiseks on vaja välja töötada uued väga selektiivsed ja tundlikud detektorid, mille tuvastuspiirid jäävad pptV vahemikku ja mis töötavad kõrgetel temperatuuridel (> 200 °C), et vältida vähelenduvate komponentide kondenseerumist, on kõrge 2D-lahutusvõimega ning töökindlad analüütilised meetodid. TeChBioT eesmärk on töötada välja universaalne tuvastustehnoloogia, mis põhineb kõrgtemperatuurilisel (HT) ioonmobiilsus-spektromeetrial (IMS) koos valikulise gaasikromatograafilise eellahutusega (GC) ja pürolüüsiga (Py), mis võimaldaks kiiresti detekteerida ja identifitseerida mittelenduvaid bioloogilisi ja vähelenduvaid keemilisi aineid. Uuenduslik tehnoloogia on kombineeritud tehisintellekti (AI) ja süvaõppe (DL) mudelitega, et vähendada 2D-spektriandmete mõõtmelisust ning võimaldada eristada baktereid, seeni, viirusi, vähelenduvaid keemilisi ründeaineid ja toksilisi tööstuslikke ühendeid pptV kontsentratsioonidel, mis põhinevad nende ainulaadsel sõrmejäljel keerulises keskkonnas.

Eesti olulisest maavarast, turbast, toodetakse hetkel peamiselt kasvusubstraate, mida eksporditakse Euroopa põllumajandusele. Pakume lisaks tehnoloogilisi lahendusi turbatootmise kaas/jääkproduktidest kõrge lisandväärtusega materjalide tootmiseks. Uurime ja rakendame kahte erinevat eksperimentaalset keemilist turba väärindamissuunda. Esiteks, süsiniknanomaterjalide tootmine, mille lai kasutusvaldkond ulatub biomeditsiinitehnikast optika ja elektroonikakomponentideni. Teiseks, ligniinipõhiste polümeeride tootmine keemiatööstuse tooraineks, bioplastiks või filtermaterjaliks. Mõlemad saadavad tooted seovad pikemaajaliselt süsinikku ning aitavad vähendada turbatööstuse süsinikujalajälge.